July 19th, 2016

2011

Системные мыслемы

Мыслемы (или "мышлемы"? тренируем ведь не мысли, а мышление. Мне даже прислали вариант "мыслеммы", тоже хорошо -- не сами мысли, а... леммы к ним. Я сам шёл по пути "стратегирование -- стратагемы", "фонетика -- фонемы" и т.д.) -- это то, что должно быть натренировано на многих мелких заданиях. Такая тренировка ак.А.П.Ершовым была названа "сержантским методом".

Вот как описывает такой подход Михаил Долинский (гомельская школа обучения алгоритмике, http://dl.gsu.by/NForum/posts/topicshow/76.dl?postid=59214#59214):
Будучи старшим школьником и студентом я тренировал детские футбольные команды.

И там выделялись отдельные навыки игры в футбол, которые и тренировались по отдельности специальными заданиями/упражнениями, как–то:удар внешней и внутренней стороной стопы, левой и правой ногой, приём мяча, физическая подготовка разных видов и т.д.

Когда нам потребовалось развивать МЫШЛЕНИЕ, мы пошли аналогичным путём – попытались выделить и сформулировать отдельные навыки,

Мы назвали их базовые мыслительные операции.

Мы пытались искать в Интернете, что делали другие в этом направлении, что-то придумывали сами.

И на сегодняшний день наш перечень базовых мыслительных операций включает 21 БМО, классифицированных в 5 групп:
  • Операции над парами: сравнение, упорядочивание, ассоциация
  • Операции над множествами: объединение, пересечение, вычитание
  • Операции на множестве: классификация, структуризация, обобщение
  • Логические операции: отрицание, дизъюнкция, конъюнкция, эквивалентность, импликация
  • Комплексные операции: анализ, синтез, аналогия, абстракция, воображение, позиционирование, запоминание.

Соответственно мы ставим задания на развитие каждого навыка в отдельности.

На сегодня обучение включает семь уровней сложности таких заданий.
Я б делил мыслемы на два вида:
-- онтологемы (подведение под класс: выделение фигуры на фоне, тренинг интуитивного внимания и вывода этой интуиции в осознание -- называние). Это тренинг моделирования, при этом метамодель предзадана.Нужно уметь "видеть в мире" системы, физические тела, математические точки -- чтобы уже потом использовать на этих объектах всю мощь логем.
-- логемы (логические операции, у М.Долинского это БМО -- базовые мыслительные операции, у него одна предметная область, поэтому онтологемам у него не так много придаётся значения). Рассуждение на разнородных онтологемах (т.е. последовательное проведение над онтологемами базовых мыслительных операций, т.е. операций логического мышления) для нейронной сетки тяжело, нужно как-то натренировать его до интуитивности, бессознательности, ментальной лёгкости. Так что логемы это простейшие трансформации модели, навигация по модели, рассуждения на материале модели. Онтологи могут считать, что логемы -- это про отношения (которые, конечно, тоже объекты, но это тут неважно).

В моём курсе системного мышления предполагается следующий (не думаю, что полный -- но для первого прохода по задачам этого набора будет достаточно) набор системных мыслем (мыслем системного подхода). Я уже приводил их рубрикацию в http://ailev.livejournal.com/1278095.html, но раскрою их тут чуть подробней в части онтологем и типичных ошибок. И это точно не порядок их объяснения! Это классификация, а не учебный поурочный план:

UPDATE от 1 августа 2016: в данном списке учтены предложения от от vvagr, по итогам учёта замечаний в http://ailev.livejournal.com/1282190.html:

1. Объекты в физическом мире - 4D экстенсионализм (литература: http://www.borosolutions.co.uk/research/content/files/books/BusObj-Printed-20050531-with-watermark.pdf/at_download/file):
-- 4D индивид (тренируется критерий определения: протяжённость в пространстве-времени).
-- индивиды и их описания
-- могут ли описания быть индивидами?
-- работы (изменения: процессы, проекты, кейсы) как 4D индивид,
-- события как 3D индивид
-- софт как 4D индивид (ошибка: исходный код как индивид)
-- предпринятие как 4D индивид
-- индивиды как полные темпоральные части
-- методологическое время против реального (в 4D)
-- логема экстенсионализма: совпадение двух объектов в пространстве-времени -- это один объект
-- отношение композиции ("часть-целое" в 4D)
-- холоны (многоуровневая декомпозиция)

2. Деятельностная субъективность во взгляде на мир:
-- деятельность (в отличие от действий -- критерии культурной обусловленности, повторяемости, "ролевости"), театральная метафора
-- действующие лица и исполнители: позиция субъекта выявляется только в деятельности, а не в речи
-- стейкхолдеры (ошибки: исполнители, ответственные, звания, большие организации, пропуск антиклиентов)

3. Воплощение системы против определения системы
-- воплощение системы против описания системы
-- системы против систематики ("система Линнея") и методологии ("система Станиславского")?
-- уровень системы как холон: целевая система как точка отсчёта, использующая система и подсистема
-- системы в операционном окружении
-- обеспечивающая система
-- именование системы по типовой основной функции (назначению) в момент эксплуатации
-- логема холона целевой системы: связь целевой, использующей, подсистемы, системы в операционном окружении (ошибки: "объективная система", неверность в определении границ системы, "принцип почтальона" по слишком далёкой использующей системе, пропущенная использующая система + лингвистическое использование слова "использует" -- "мужчина использует женщину", игнорирование команды: обеспечивающая система как целевая, подсистема как целевая)
-- логема целокупности и эмерджентности для уровней системы
-- логемы проверки и приёмки (описания и системы, описания и описания)

4. Определение и описание (идеальное против материального, междисциплинарность и мегамоделирование)
-- интересы (и аспекты как группы интересов)
-- успешная система
-- определение (definition) как ответы на интересы, безусловное существование определения
-- описание системы (description) как рабочий продукт, необязательность существования описания
-- потребности (стейкхолдеров)
-- требования / стратегия -- описания чёрного ящика
-- дизайн -- описание прозрачного ящика
-- ограничение -- описание прозрачного ящика
-- частное описание (view)
-- метод описания (viewpoint)
-- модель
-- вид модели -- мета-модель
-- множественность описаний: мультимодель
-- мегамодель
-- прожекторный и синтетический подходы к описанию

5. Функциональное/компонентное против конструктивного/модульного, размещения
-- минимальное число видов описаний: компонентные, модульные, размещения
-- компонента, порт, связи
-- логема целевой системы как компоненты (выполнение функции-назначения в использующей системе)
-- модульная диаграмма (логическая архитектура, принципиальная схема)
-- модуль, интерфейс
-- размещение
-- логема совмещения компоненты и модуля
-- логема платформенного стека
-- архитектура
-- архитектурное решение
-- архитектурное требование
-- архитектурное описание
-- архитектурный синтез (логической и физической архитектур)

6. Жизненный цикл 2.0 (система деятельности с выделенной стадией эксплуатации, состоит из компонент-практик).
-- жизненный цикл 1.0 как архитектура работ обеспечивающей системы
-- стадия жизненного цикла как работа
-- логема целевой системы на стадии эксплуатации
-- жизненный цикл проекта
-- практики (деятельности, жизненного цикла)
-- логема декомпозиции практик (метод/методология, подпрактики)
-- дисциплина
-- технология (ошибка: игнорирование их соответствия дисциплине)
-- вид жизненного цикла (ЖЦ 2.0) как деятельность (практики) обеспечивающей системы

7. Системная схема проекта (модифицированный Essence):
-- альфа
-- рабочий продукт
-- логема альфы, состояние которой свидетельствуется рабочим продуктом
-- логема семи основных альф: стейкхолдеры, возможности, воплощение системы, определение системы, работы, команда, технологии
-- зоны интересов: клиентская, инженерная, предпринятия
-- логема сопоставления использующей, целевой, обеспечивающей систем зонам интересов
-- логема сопоставления менеджеров и инженеров зонам интересов и альфам
-- состояния альфы как контрольные точки
-- контрольный вопрос (к контрольной точке)
-- логема декомпозиции альф

По большому счёту, представлен только мыслительный скелет, на котором не надето никакого "мяса" -- то есть вместо многочисленных фактов из учебника для тренировки выносится только связанная с мышлением часть. Эрудиция не тренируется, тренируется мышление. Факты запоминать не нужно, нужно системно мыслить -- а там уж, перефразирую про "знание немногих принципов заменяет знание многих фактов", "владение немногими мыслительными приёмами заменяет знание многих фактов -- их можно логически вывести".

Обратите внимание: тут нет понятий самого системного мышления -- нам мыслить про это "системное мышление" и "системный подход" на интуитивном уровне не требуется, это не тренируем, а просто объясняем. Вполне достаточно иметь понимание "системного подхода" на сознательном уровне, тренировки в распознавании его использования кем-то обычно не нужно. Нет диаграмм (схематизаций деятельности, онтологических диаграмм), поскольку они для целей создания тренажёров просто другой способ записи наборов мыслем "в сборе" (а нас интересует именно "разбор", переход к элементам этих диаграмм и связей в них). Нет имён стандартов и источников (поскольку тренируем мышление, а не знание стандартов, плюс не волнует знание истории системного подхода -- важно использование его). Нет заявлено никакой специфики примеров (хотя в конкретных заданиях эта специфика вполне может проявиться -- кто-то может тренировать эти понятия на кошечках, а кто-то на примере робототехники).

Кроме того, обратите внимание на отсутствие тут понятий конкретных практик системной инженерии (скажем, инженерии требований с их шаблонами требований или языками требований, или управления конфигурацией, даже V-диаграммы нет) и системного менеджмента: там свои veiwpoints с их онтологемами, свои мыслемы, свои для них тренажёры.

Если кого заинтересовало содержание этих мыслем, то вам сюда:
-- учебник системноинженерного мышления: http://techinvestlab.ru/systems_engineering_thinking
-- видео тезауруса понятий системноинженерного мышления: https://www.youtube.com/channel/UCJ0Uq_WB7GLmY-NTz2oFoUQ
-- очные курсы системного менеджмента: http://system-school.ru/
2019

Тренажёр системного мышления

Тренажёр для системного мышления ничем не отличается от любого другого -- по геометрии, русскому языку, матану. Это собранные воедино и предъявляемые в правильном дидактическом порядке (включая адаптивность к успехам каждого отдельного ученика) тысячи заданий. Заданий, ибо не всегда это "задачи", требующие решения. Нам же тренироваться нужно, а это не всегда "решать".

Эти тысячи заданий должны будут:
A) сначала натренировать узнавание и осознание онтологем (про мыслемы, онтологемы, логемы системного мышления см. подробней в http://ailev.livejournal.com/1278600.html) независимо от способа их репрезентации (картинкой, текстом с терминологией какой-то школы или стандарта, диаграммой из "квадратиков и стрелочек" и т.д.). Внимание натренированного человека должно фокусироваться на этих объектах автоматически, они должны выделяться из объектного фона без сознательного напряжения.
B) распознавание и осознание логем, проведение простейших рассуждений: при обнаружении какого-то входного паттерна онтологем выходной паттерн логемы должен приходить в голову автоматически, типа как паттерн 2*2 сразу вызывает в голову 4.
C) решение задачек-проблем (но не таких объемных и проблемных. как "кейсы"), требующих напряжения "интуиции" (т.е. выбора нужных онтологем и проведения каких-то многоступенчатых рассуждений с логемами). Нейронная сетка вполне себе работает с классификацией объекта по тысячам категорий, в этом её прелесть. Так что напрягать мозг на многоходовые системные рассуждения полезно: сначала они будут проходить туго, зато потом "интуитивный" системный ответ будет доступен сознанию мгновенно.

Задания эти:
-- не кейсы (чужие проекты) и не свои проекты. Задания сознательно мелкие, тренируют отдельные мыслемы и отдельные их связки, а не связное мышление в рамках всей предметной области -- это предмет отдельного рассмотрения, как получить результативность мышления in the wild, включая постановку проектных задач, а не только решение уже кем-то поставленных задач. Беглость мышления на мелких кем-то поставленных задачах и беглость мышления в реальном проекте различаются, но эту проблему пока не решаем (это ведь реальная проблема! Всё это тест-ориентированное обучение воспитывает умение проходить тесты, а не решать проблемы, олимпиады тут просто элитная форма тест-ориентированного обучения, ЕГЭ его апофигей -- и с этим никто не спорит. Но есть гипотеза, что лекарство просто стало болезнью -- гипотезу, что нельзя быстро получить беглость мысли в проектах без хоть какой-то беглости мысли в решении задач, никто не отвергал. Между учебником и проектами-из-жизни дистанция слишком велика, и нужна дополнительная ступенька. Без "тренажёров" прыгать в проекты можно, но получится дольше и с меньшим успехом.
-- не "контрольно-измерительный материал", так как главная цель тут не контроль и не измерение знаний, умений, навыков, а тренирока. Наборы заданий -- это "тренажёры". Так что каждый "затык" ученика тренажёры не столько выявляют, сколько исправляют дополнительным тренингом. Запнулся -- получи ещё пяток задач на эту тему. Тренажёры в обучении -- это не тесты, значит у нас не тест-ориентированное обучение!
-- их реально много (тысячи, а не десятки), ибо для нейронной сетки мозга важен тренинг (привет бихевиористам, я никогда не отказывался от больших к ним симпатий даже в периоды больших на них гонений). Человек, конечно, может научиться чему-то с первого предъявления, но именно что "чему-то", не всему. Так что для многих и многих мыслем наученное нужно ещё как-то закрепить, нужно структурированное время внимания (обычно не меньше трёх часов в день, чтобы достигать профессиональных результатов) на этих мыслемах, нужны возвраты из-за кривых забывания, нужен "налёт часов" в занятиях каким-то концентрированным мышлением именно в предмете обучения, а не рассеянным тысячей других дел и занятий, как это обычно бывает в "проектах". Тренажёры как раз позволяют получить необходимую концентрацию, необходимое время. Задач в тренажёрах мало не бывает, при серьёзных занятиях (а это и есть фундаментальное образование) они используются до конца. Хотя, конечно, объем и длительность заданий можно регулировать: нам ведь не всегда нужно получать профессионала.
-- последовательность предъявления заданий важна (в deep learning это называется curriculum learning). Так, М.Долинский в цитировавшемся уже материале пишет: "Для заданий, вызывающих трудности у большинства учеников, встроены системы автоматических подводящих заданий, пошагово обучающих выполнению проблемного задания. Для учеников, имеющих серьёзные проблемы с определёнными типами заданий, например: нахождение отличий, составление фигурок танграма, выполнение заданий по аналогии и др., созданы специальные пакеты заданий, называемые «Техминимумами» для целенаправленного формирования соответствующих навыков у конкретного ребёнка".

Мне представляются интересными две формы организации заданий в тренажёре:
-- классические "тесты" с пятью специально сбивающими с толку возможными ответами (как у https://www.facebook.com/alex.turkhanov/posts/10209643873430704 -- хотя там задания больше на мыслемы практик жизненного цикла системной инженерии с упором на практику управления конфигурацией и изменениями, а не собственно системного мышления). Такой формат проще всего проверять автоматически.
-- более свободный формат "рабочей тетради", который предполагает мало писать, но тем не менее приходится напрягать мозг, и много думать при его заполнении. Вот пример такой «рабочей тетради» для геометрии: http://www.otbet.ru/gdz/class-7/geometria/reshebnik-rabochaya-tetrad-k-uchebniku-geometriya-7-9-atanasyana-l-s/. Такой формат проверять много труднее, тем не менее я бы сразу от него не отмахивался.

В любом случае, я рассматриваю "эскиз образовательной системы-2" (http://ailev.livejournal.com/1277589.html) с его технологиями, который сейчас изложен в приложении к обучению алгоритмике, вполне подходящим и для обучения системному мышлению. При всех оговорках из поста про системную метанойю (http://ailev.livejournal.com/1278095.html) про проблематичность перехода от натренированного "знания" мыслем к реальной беглости их использования в проектах in the wild: в тренажёре нельзя научить ставить задачи, для этого нужны другие методы учебной работы. Так что тренажёр это лишь один из инструментов, это явно не краеугольный камень обучения системному мышлению (да и любому другому -- алгоритмическому, системноинженерному). Это лишь одна из ступенек учебной лестницы, для обычных не умеющих перепрыгивать через ступеньки не-гениев, типа нас с вами.

Ну, и главное прямо сейчас не автоматизация (хотя без неё никуда), а получение большого числа заданий для тренажёра -- а их взять неоткуда, их все нужно придумывать.